电离层活动影响下的LAAS完好性研究

发布时间：2017-09-27 12:28

  本文关键词：电离层活动影响下的LAAS完好性研究

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【摘要】：局域增强系统(Local Area Augmentation System,LAAS)是一种基于GPS差分技术的无线电导航系统。它主要应用在飞机精密精进和着陆过程中,为飞机提供安全的导航信息。LAAS完好性是指LAAS完好性监测模块监测系统异常并及时告警用户的能力。GPS卫星信号通过电离层后会发生变化,这种变化会对LAAS完好性产生巨大影响。本文首先阐述了LAAS系统的特点和完好性监测方法,然后分别从单参考站和多参考站两方面,深入研究了电离层活动对LAAS完好性影响。单参考站方面,提出了改进伪码-载波偏离度监测算法和改进C/A码相关峰对称算法。多参考站方面,建立了基于LAAS多参考站的电离层模型,研究了该模型下的LAAS性能,最后提出了不同空间构型的LAAS多参考站设计方案,并分析了不同方案下LAAS的电离层延迟梯度监测性能。论文的主要工作包括:1、提出了一种基于混合高斯包络法的伪码-载波偏离度监测算法,解决高斯函数对伪码-载波偏离值统计分布曲线两端包络不全面的问题。通过实测GPS数据进行仿真实验,验证了算法的有效性。2、提出了一种基于虚拟相关对技术的C/A码相关峰对称算法。建立了电离层影响下的信号形变模型,采用三次曲线拟合的方法构建虚拟C/A码相关器对,并插值计算虚拟相关对对应的监测门限。仿真结果表明:改进算法比传统算法能获得更低的监测门限。3、仿真分析了基于LAAS的多参考站电离层模型对LAAS地面设备和机载接收机的影响。通过传统的GAIM方法,仿真了全球电离层TEC模型,分析了电离层爆发时电子浓度梯度异常情况。并以此为依据,引入了电离层延迟斜坡梯度模型,仿真分析了该模型对LAAS性能影响。4、设计了一种用于监测电离层延迟梯度完好性的参考站建设方案。通过公式推导,建立了基线垂直等长、垂直不等长、不垂直且不等长三种参考站构型,通过仿真,分析了各个方案的LAAS对电离层延迟梯度的完好性监测性能,并验证其有效性。
【关键词】：LAAS 完好性 电离层 混合高斯包络法 虚拟相关对 参考站构型
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究目的及意义10-13
• 1.2 国内外研究动态13-16
• 1.2.1 电离层研究现状13-14
• 1.2.2 LAAS完好性技术发展14-15
• 1.2.3 电离层活动影响下的LAAS完好性15-16
• 1.3 本文主要工作16-18
• 第二章 LAAS系统及其完好性概述18-34
• 2.1 引言18
• 2.2 LAAS系统18-23
• 2.2.1 LAAS系统结构20-21
• 2.2.2 LAAS性能要求21-23
• 2.3 LAAS完好性23-33
• 2.3.1 LAAS地面设备端完好性24-26
• 2.3.2 机载接收机端完好性26-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 电离层活动影响下的LAAS单参考站完好性34-53
• 3.1 引言34
• 3.2 基于混合高斯包络法的伪码-载波偏离度监测算法34-42
• 3.2.1 伪码-载波偏离度监测原理34-35
• 3.2.2 基于混合高斯包络法的门限设计35-36
• 3.2.3 实测数据预处理36-38
• 3.2.4 仿真实验38-42
• 3.3 基于虚拟相关对技术的C/A码相关峰对称算法42-52
• 3.3.1 信号模型43-44
• 3.3.2 传统相关峰对称监测算法44-46
• 3.3.3 基于虚拟相关对技术的?算法46-50
• 3.3.4 仿真实验50-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 基于LAAS多参考站的电离层模型53-67
• 4.1 引言53-54
• 4.2 基于LAAS的电离层模型54-57
• 4.2.1 电离层建模依据54-56
• 4.2.2 电离层延迟斜坡模型56-57
• 4.3 电离层延迟斜坡模型下的LAAS性能分析57-66
• 4.3.1 电离层延迟斜坡基准模型58-59
• 4.3.2 基准模型下的误差分析59-61
• 4.3.3 初始位置对LAAS的性能影响61-63
• 4.3.4 决断高度距离对LAAS性能影响63-65
• 4.3.5 电离层延迟斜坡模型参数对LAAS性能影响65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 电离层活动影响下的LAAS多参考站完好性67-88
• 5.1 引言67
• 5.2 电离层梯度完好性监测原理67-70
• 5.3 不同空间结构的电离层梯度完好性监测方法70-87
• 5.3.1 基线垂直等长结构70-74
• 5.3.2 基线垂直不等长结构74-77
• 5.3.3 基线非垂直不等长结构77-87
• 5.4 本章小结87-88
• 第六章 总结与展望88-90
• 6.1 论文总结88
• 6.2 工作展望88-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-96
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果96-97

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 许正文;电离层对卫星信号传播及其性能影响的研究[D];西安电子科技大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王军;GNSS区域电离层TEC监测及应用[D];中国测绘科学研究院;2008年

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本文编号：929726